15 nowych rozbłysków radiowych FRB 121102

Naukowcy zarejestrowali 15 wyjątkowo silnych rozbłysków radiowych pochodzących z tego samego, odległego źródła pozagalaktycznego o nazwie FRB 121102. Nie po raz pierwszy obiekt ten emituje powtarzalne pulsy radiowe, ale nigdy dotąd nie wysyłał ich na tak wysokiej częstotliwości.

Nowe błyski radiowe pojawiły się 26 sierpnia tego roku, a już dwa dni później Andrew Siemion z Berkeley SETI Research Center wezwał ogólnoświatową społeczność astronomiczną do obserwowania ich źródła za pośrednictwem profesjonalnego serwisu Astronomer’s Telegram. Udział jak największej ilości radioteleskopów w obserwacjach krótkotrwałych zjawisk astronomicznych nie tylko umożliwia zebranie większej ilości danych, ale i zapewnia ich ciągłość, bo ze względu na ruch obrotowy Ziemi żadne ziemskie obserwatorium nie jest w stanie śledzić wybranego miejsca na niebie bez przerwy.

Szybki błysk radiowy (ang. fast radio burst) to krótkotrwały i jednocześnie bardzo silny puls promieniowania radiowego. Astronomowie w ostatniej dekadzie zarejestrowali kilkadziesiąt takich zjawisk, przy czym pojawiały się one w różnych punktach sfery niebieskiej. Pierwszy FRB został odkryty w 2007 podczas przeglądu archiwalnych danych obserwacyjnych przez zespół pod kierownictwem D. R. Lorimera. Na jego część jest on dziś znany jako sygnał Lorimera. Trwał zaledwie przez 5 milisekund, ale charakteryzował się przy tym strumieniem radiowym rzędu 30 janskych. Pochodził z obszaru leżącego w sąsiedztwie Małego Obłoku Magellana i nigdy później się nie powtórzył.

FRB 121102 jest zresztą jak dotąd jedynym obiektem, w przypadku którego błyski radiowe powtarzają się. Znamy go od roku 2012, ale dopiero w roku 2015 dowiedziono, że to samo źródło emituje kolejne błyski. Do dziś było ich już ponad sto. FRB 121102 powiązano z czasem ze źródłem pozagalaktycznym, a konkretnie galaktyką karłowatą oddaloną od nas o około 3 miliardy lat świetlnych. Powtarzalność zjawiska wykluczyła w tym przypadku wysokoenergetyczne procesy prowadzące do całkowitego zniszczenia jego progenitora, czyli na przykład wybuch nieznanego typu supernowej.

Obecnie jest kilka mniej lub bardziej przekonujących teorii na temat natury FRB 121102. Za obserwowane pulsy radiowe może teoretycznie odpowiadać szybko obracająca się gwiazda neutronowa z bardzo silnym polem magnetycznym (magnetar). Mogą być one wynikiem procesów zachodzących w okolicach czarnych dziur. Według naukowców zaangażowanych w projekt Breakthrough Listen wyjaśnienie może być też dużo bardziej oryginalne - sądzą oni, że podobny efekt dałyby ukierunkowane, silne emisje promieniowania laserowego, używane przez obce cywilizacje do napędzania żagli świetlnych ich statków kosmicznych.

W rzeczywistości na Ziemi już dziś mają miejsce próby zarejestrowania takich przejawów działalności innych cywilizacji. W ramach projekt Breakthrough Listen trwają obserwacje optyczne pobliskich i podobnych do Słońca gwiazd - naukowcy liczą na zarejestrowanie bardzo silnych pulsów światła wysyłanych z ich otoczenia. Przy pomocy słynnego radioteleskopu z Green Bank prowadzą też analogiczne obserwacje radiowe źródła FRB 121102. W tym celu wykorzystywany jest specjalny odbiornik pracujący w szerokim zakresie częstotliwości - od 4 do 8 GHz. Umożliwia to między innymi wykrycie dyspersji - rozmycia rejestrowanego sygnału powodowanego obecnością obłoków gazu znajdujących się pomiędzy teleskopem a odległym źródłem pozagalaktycznym. Wielkość dyspersji może być wówczas wykorzystana do oceny ilości zalegającej na drodze błysków FRB materii, a zatem i do oszacowania przybliżonej odległości do generującego je, tajemniczego źródła.

Naukowcy donoszą jak na razie o 15 nowych rozbłyskach FRB 121102, a zarazem spekulują na temat możliwej podwyższonej aktywności ich progenitora. Analizy zebranych danych dopiero się rozpoczynają. Co wniosą one do naszej wiedzy o tych zjawiskach? Mamy jak na razie kolejne potwierdzenie ich powtarzalności. Po raz pierwszy też błyski FRB wykryto na stosunkowo wysokich częstotliwościach radiowych z maksimum w pobliżu 7 GHz.

 
Czytaj więcej:

Źródło: Berkeley.edu/Breakthrough Listen

Zdjęcie: 14 z 15 nowo zarejestrowanych rozbłysków radiowych źródła FRB 121102. Widać tu wyraźnie dużą zmienność wyemitowanych pulsów oraz ich charakterystyczną dyspersję. Smuga w dolnej, barwnej części wykresu odpowiada zaobserwowanym na ziemi rozbłyskom pojawiającym się w różnych momentach i dla różnych ilości emitowanej energii - ma to miejsce właśnie na skutek dyspersji rozmywającej sygnał podczas jego trwającej kilka miliardów lat podróży przez niejednorodny ośrodek międzygalaktyczny.
Źródło: Breakthrough Listen/Green Bank Telescope.